专利名称：电池模块的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种电池模块。
背景技术：
近年来，已经提出了多种二次电池，作为便携式装置和移动装置的电源，还可以作为电动车辆和混合动力车辆的电源(例如，见JP-A-2001-93505)。
JP-A-2001-93505中记载的二次电池(电池模块)具有电极组件，各电极组件包括正电极板、负电极板和分别用于正电极和负电极的两个集电板(第一和第二集电板)；和具有多个电池腔(安装空间)的壳体，各电池腔通过隔壁彼此分隔。在电极组件中，第一集电板被焊接到正电极板和负电极板之一上，而第二集电板被焊接到正电极板和负电极板中另一者上，且各电极组件布置在相应电池腔中，从而在其中形成单电池(batterycell)。在各单电池中，各集电板(第一集电板)的接线柱(连接部)通过在壳体的隔壁中形成的连通孔(连接孔)与相邻单电池另一集电板(第二集电板)的接线柱(相邻连接部)相连，从而形成电池模块。
在某些这样的二次电池中，彼此相邻布置并位于相应电池腔内的各电极组件(发电元件)的集电板被弯曲，从而允许其接线柱(连接部、相邻连接部)在壳体内隔壁的连通孔(连接孔)内彼此相连，且接线柱通过焊接等彼此相连。通过该布置，在一些集电板中会残留有作用在使相邻集电板的接线柱彼此分离的方向上的弹性力。在这种情况下，在具有残留弹性力的集电板与最接近连接部的电极板之间的焊接部位上以及该焊接部位附近会产生应力集中，使得焊接部位断裂，从而在断裂部位集电板和电极板之间的电阻增大。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池模块，其中多个发电元件通过各电池模块的集电板之间的连接彼此固定地相连，且其在集电板和电极板之间提供非常可靠的连接。
本发明的第一方面涉及一种电池模块，包括复数个发电元件，每个发电元件都具有正电极板、负电极板、在至少一个电极板焊接部焊接到所述正电极板和所述负电极板之一上的第一集电板、和在至少一个电极板焊接部焊接到所述正电极板和所述负电极板中另一者上的第二集电板；和壳体，所述发电元件布置在所述壳体中，并且所述壳体具有至少一个隔壁，所述隔壁在所述壳体中限定复数个安装空间，所述发电元件布置在各个所述安装空间内。在所述电池模块中，所述第一集电板和所述第二集电板中每一者都具有连接部、所述电极板焊接部中最接近所述连接部的连接侧电极板焊接部、位于所述连接侧电极板焊接部与所述连接部之间的连接侧部、比所述连接侧电极板焊接部更远离所述连接部的远位部、和作为所述远位部的一部分并且与所述连接侧电极板焊接部邻接的邻接远位部，所述发电元件之一的所述第一集电板的所述连接部通过所述隔壁中形成的连接孔与相邻发电元件的所述第二集电板的所述连接部固定连接，并且所述第一集电板的所述连接侧部和所述第二集电板的所述连接侧部的形成使得在与所述第一集电板的所述连接部和所述第二集电板的所述连接部彼此分离的方向相反的方向上，所述第一集电板的所述连接侧部和所述第二集电板的所述连接侧部中每一者都可以比所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部更容易弯曲。
根据本发明第一方面的电池模块，第一集电板在电极板焊接部焊接到正电极板和负电极板之一上，而第一集电板的连接部与相邻发电元件的相邻连接部固定连接，使得在第一集电板中会残留有作用在使连接部和相邻连接部彼此分离的方向上的弹性力。而且，第一集电板在电极板焊接部上焊接到至少一个电极板上。但是，最接近连接部的连接侧电极板焊接部、位于连接侧电极板焊接部和连接部之间的连接侧部、和与连接侧电极板焊接部邻接的邻接远位部之间的关系是，在与分离方向相反的方向上，连接侧部比连接侧电极板焊接部和邻接远位部更容易弯曲。从而，即使作用在分离方向上的弹性力残留在第一集电板中，第一集电板的连接侧部也比其他部分弯曲得更多，从而吸收残留弹性力，由此抑制应力(反作用力)集中，否则会由残留在第一集电板中的弹性力而引起应力集中。这样，可以防止连接侧电极板焊接部中的裂缝和断裂，以及这样导致的第一集电板和电极板之间电阻增大。从而，根据本发明第一方面的电池模块在第一集电板和电极板之间提供非常可靠的连接。
上述电池模块可以设计成，所述第一集电板具有弯曲防止部和弯曲促进部中的至少一者，所述弯曲防止部防止所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部在与所述分离方向相反的方向上弯曲，所述弯曲促进部设置在所述连接侧部中以促进所述连接侧部在与所述分离方向相反的方向上弯曲。
根据该结构，由于第一集电板具有防止连接侧电极板焊接部和邻接远位部在与分离方向相反的方向上弯曲的弯曲防止部以及设置在连接侧部中的弯曲促进部中的至少一者，因而即使在第一集电板中残留有作用在分离方向上的弹性力，残留弹性力也能被急剧弯曲的连接侧部吸收，从而有效地防止连接侧电极板焊接部和邻接远位部弯曲。这样，在上述电池模块中，能够有效地防止连接侧电极板焊接部上的应力(反作用力)集中。
此外，根据本发明第一方面的电池模块可以设计成，所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部中每一者都是板状部，所述板状部的厚度方向与所述分离方向一致，并且所述弯曲防止部是板状弯曲部，所述板状弯曲部从所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部弯曲，并且在所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部的厚度方向上延伸。
由于连接侧电极板焊接部和邻接远位部中每一者都是厚度方向与分离方向一致的板状部，所以当作用在分离方向上的弹性力残留在第一集电板中时，它们易于弯曲。但是，在上述电池模块中，由于在连接侧电极板焊接部和邻接远位部上还设置有用作弯曲防止部的弯曲部，所以由于弯曲部的存在，能够有效地防止连接侧电极板焊接部和邻接远位部在连接侧电极板焊接部和邻接远位部的厚度方向上弯曲。
此外，根据上述电池模块，弯曲部能够通过简单地弯曲与连接侧电极板焊接部和邻接远位部邻接的板状部而形成。也就是说，弯曲部能够以简单的方式且以低成本形成，这是所期望的。
根据本发明第一方面的电池模块可以设计成，所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部中每一者都是板状部，所述板状部的厚度方向与所述分离方向一致，所述弯曲防止部形成在所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部的至少一者中，并且所述弯曲防止部垂直于连接所述连接部和所述连接侧电极板焊接部的方向的截面具有形成在所述厚度方向上的凹凸部。
由于连接侧电极板焊接部和邻接远位部中每一者都是厚度方向与分离方向一致的板状部，所以如果作用在分离方向上的弹性力残留在第一集电板中，则它们易于弯曲。但是，根据上述电池模块，由于弯曲防止部垂直于连接部和连接侧电极板焊接部的连接方向的截面具有形成在厚度方向上的凹凸部，所以即使在第一集电板中残留有作用在分离方向上的弹性力，由于凹凸部的存在，也能够有效地防止连接侧电极板焊接部和邻接远位部弯曲。
例如，上述凹凸部可以是均在板状部的厚度方向上突出的部分，它们通过在与连接部和连接侧电极板焊接部的连接方向垂直的方向上施压而断续地形成，并在与连接部和连接侧电极板焊接部的连接方向垂直的方向上延伸。作为替代，凹凸部可以是板状部的形成为正弦波形状的部分，其幅度方向与厚度方向一致。
此外，根据本发明第一方面的电池模块可以设计成，所述弯曲促进部是小截面部，所述小截面部形成在所述连接侧部中，并且在垂直于连接所述连接部和所述连接侧电极板焊接部的方向的平面上所述小截面部的截面积小于其他部分的截面积。
在该结构中，连接侧部具有作为弯曲促进部的小截面部，在垂直于连接部和连接侧电极板焊接部的连接方向的平面上该小截面部的截面积小于其他部分的截面积。也就是说，由于在垂直于连接部和连接侧电极板焊接部的连接方向的平面上小截面部的截面积小于其他部分的截面积，所以如果在第一集电板中残留有作用在分离方向上的弹性力，则第一集电板易于在小截面部弯曲。从而，当在第一集电板中残留有作用在分离方向上的弹性力时，残留弹性力被急剧弯曲的小截面部吸收，从而能够有效地防止连接侧电极板焊接部上的应力(反作用力)集中。
例如，上述小截面部可以是连接侧部的形成有凹口或孔的部分，该部分在大致横向上的长度小于其他部分。而且，该小截面部可以是连接侧部的通过压制、切削等形成为比其他部分薄的一部分。
参照附图，从以下对优选实施例的说明，本发明的上述和其他目的、特征及优点将变得显而易见，附图中类似的附图标记用于表示类似的元件，并且其中图1A是根据本发明实施例的二次电池的俯视图，而图1B是相同二次电池的正视图；图2是沿着图1中II-II线所作的截面图，示出根据该实施例的二次电池的内部；图3是沿着图2中III-III线所作的截面图，示出根据该实施例的二次电池的发电元件；图4A是在第一实施例中各发电元件内使用的正电极集电板和负电极集电板的正视图，而图4B是相同集电板的侧视图；图5是示出图2中由圆圈E所示部分的放大视图，示出在第一和第二实施例中彼此相邻的发电元件之间的连接；图6A是在第二实施例中各发电元件内使用的正电极集电板和负电极集电板的正视图，图6B是相同集电板的侧视图，而图6C是沿着图6A中VIC-VIC线所作的截面图；图7A是在第三实施例中各发电元件内使用的正电极集电板和负电极集电板的正视图，而图7B是相同集电板的侧视图；图8是示出在第三实施例中相邻集电元件之间连接的视图；图9A是在第四实施例中各发电元件内使用的正电极集电板和负电极集电板的正视图，而图9B是沿着图9A中IXB-IXB线所作的截面图。
具体实施例方式
下面，将参照
实施例(第一至第四实施例)。
(第一实施例)根据第一实施例的二次电池100(也被称为“电池模块”)是镍-金属氢化物二次电池，其可以用作驱动电动汽车和混合动力汽车的电源。二次电池100具有六个发电元件110和电池壳体170，电池壳体170由用于容纳发电元件110的壳体本体部件171及盖部件176构成(见图1和图2)。而且，各发电元件100包括由多个正电极板161和多个负电极板162组成的电极组(eletrode stack)160、正电极板161接合于其上的正电极集电板111、以及负电极板162接合于其上的负电极集电板131。壳体本体部件171为直方体形状。在壳体本体部件171内，提供由隔壁172彼此隔开的六个安装空间173。发电元件110分别布置在安装空间173内，且安装空间173填充有电解质，从而在其中形成单电池。
如后文中将详细说明的，彼此相邻的发电元件110之一的负电极集电板131的负电极连接部132与相邻发电元件110中另一者的正电极集电板111的正电极连接部112通过它们之间的隔壁172内的连接孔174相连，从而形成二次电池100。在第一实施例中，关于相邻发电元件110之间的连接，正电极集电板111的正电极连接部112与负电极集电板131的负电极连接部132彼此分离的方向(图2中的水平方向)将被称为“分离方向”。注意，二次电池100对应于本发明中的“电池模块”，而壳体本体部件171对应于本发明中的“壳体”。
下面将参照图1至图5说明二次电池100的发电元件110。如上所述，各发电元件110由电极组160、正电极集电板111和负电极集电板131组成(见图3)。电极组160包括多个正电极板161、负电极板162和隔板163。各隔板163形成为袋状。正电极板161分别插入隔板163内。在电极组160中，由相应隔板163覆盖的正电极板161与负电极板162交替层叠于彼此之上。如后文中将详细说明的，位于正电极板161的一端部(图3中左端部)的引导部(引线部，lead portion)161L被焊接到正电极集电板111上，使得正电极板161和正电极集电板111电连接。同样，位于负电极板162的一端部(图3中右端部)的引导部162L被焊接到负电极集电板131上，使得负电极板162和负电极集电板131电连接。
例如，各正电极板161为包含氢氧化镍的活性材料载持在诸如发泡镍的活性材料载体上的电极板，而各负电极板162为含有作为形成负电极的材料的氢吸收合金的电极板。例如，各隔板163由用已进行特殊亲水化处理的合成纤维制成的无纺织物形成。
正电极板161如上所述接合到其上的正电极集电板111是诸如镍板或镀镍钢板的金属板。如图4中所示，正电极集电板111具有正电极连接部112、正电极连接侧部115和正电极板状部113。正电极板状部113中设置有正电极板焊接部114，正电极板161的引导部161L接合于其上。而且，在正电极板状部113的两横向侧边缘(图4A中水平方向上两侧的边缘)上分别设置有弯曲部120。正电极集电板111的正电极连接部112位于正电极集电板111的基端侧(图4中的上侧)。正电极连接部112在作为正电极连接部112中央部表面的正电极连接面112a处突起，从而形成为圆顶形。正电极连接部112为与下文将说明的负电极集电板131的负电极连接部132接触的部分。正电极连接侧部115位于正电极连接部112与下文将说明的正电极板焊接部114之中的第一正电极板焊接部114a之间。在第一实施例中，正电极集电板111对应于“第一集电板”，而正电极连接部112对应于“连接部”。
在正电极板状部113的与正电极连接部112的突起正电极连接面112a所处侧面相反的侧面上，布置有五个正电极板焊接部114(114a至114e)。正电极板焊接部114(114a至114e)布置在正电极板状部113的几乎全部横向长度上。如上所述，电极组160的正电极板161的引导部161L通过电子束焊接接合到相应正电极板焊接部114上(见图3)。在第一实施例中，在五个正电极板焊接部114之中，最接近正电极连接部112的一个是第一正电极板焊接部114a，距正电极连接部112较远的依次为第二正电极板焊接部114b、第三正电极板焊接部114c和第四正电极板焊接部114d，而最接近正电极集电板111远端的一个是第五正电极板焊接部114e。这些正电极板焊接部114a至114e彼此间隔指定距离。注意，正电极板焊接部114对应于本发明中的“电极板焊接部”，而第一正电极板焊接部114a对应于本发明中的“连接侧电极板焊接部”。
此外，如图4中所示，弯曲部120分别设置在正电极板状部113的两横向侧边缘上。各弯曲部120为从正电极板状部113弯曲并在正电极板状部113的厚度方向上延伸的板状部。弯曲部120形成为横跨(across)提供正电极板焊接部114a至114e的区域。也就是说，弯曲部120设置在正电极板远位部116中，正电极板远位部116比第一正电极板焊接部114a更远离正电极连接部112。从而，弯曲部120与第一正电极板焊接部114a相邻的部分分别位于正电极板邻接远位部117中。在该结构中，弯曲部120用于防止正电极板焊接部114和正电极板邻接远位部117在其厚度方向(图4B中的水平方向)上弯曲。在第一实施例中，弯曲部120对应于本发明中的“弯曲防止部”。
另外，正电极连接侧部115对应于本发明中的“连接侧部”，而正电极板邻接远位部117对应于本发明中的“邻接远位部”。注意，在示出第一实施例的图4中，为了便于说明，正电极板邻接远位部117表示为正电极板状部113的位于第一正电极板焊接部114a与第二正电极板焊接部114b之间的部分。
另一方面，负电极板162接合于其上的负电极集电板131为材料和形状与正电极集电板111大致相同而仅极性不同的集电板。从而，与正电极集电板111相似，负电极集电板131具有负电极连接部132、负电极连接侧部135以及包括负电极板状部133的负电极板远位部136。在负电极板远位部136的负电极板状部133中设置有负电极板焊接部134(134a至134e)，相应负电极板162的引导部162L接合到负电极板焊接部134上，而在负电极板状部133的两横向侧边缘(图4A中水平方向上两侧的边缘)上分别形成有弯曲部140。负电极集电板131的负电极连接部132位于负电极集电板131的基端侧(图4中的上侧)。负电极连接部132在作为负电极连接部132中央部表面的负电极连接面132a上突起，从而形成为圆顶形。负电极连接部132为与正电极集电板111的正电极连接部112接触的部分。在负电极集电板131中，负电极连接侧部135位于负电极连接部132与下文将说明的负电极板焊接部134之中的第一负电极板焊接部134a之间。在第一实施例中，负电极集电板131对应于本发明中的“第二集电板”。注意，与上述说明相反，正电极集电板111可以被看作对应于“第二集电板”，而负电极集电板131可以被看作对应于本发明中的“第一集电板”。
在负电极板状部133的与负电极连接部132的突起负电极连接面132a所处侧面相反的侧面上，负电极板状部133具有五个负电极板焊接部134(134a至134e)。负电极板焊接部134(134a至134e)布置在负电极板状部133的几乎全部横向长度上。如上所述，电极组160的负电极板162的引导部162L通过电子束焊接接合到相应负电极板焊接部134上(见图3)。在五个负电极板焊接部134之中，最接近负电极连接部132的一个是第一负电极板焊接部134a，距负电极连接部132较远的依次为第二负电极板焊接部134b、第三负电极板焊接部134c和第四负电极板焊接部134d，而最接近负电极集电板131远端的一个是第五负电极板焊接部134e。这些负电极板焊接部134a至134e彼此间隔指定距离。
此外，如图4中所示，弯曲部140分别设置在负电极板状部133的两横向侧边缘上。各弯曲部140从负电极板状部133弯曲并在负电极板状部133的厚度方向上延伸。弯曲部140形成为横跨提供第一至第五负电极板焊接部134a至134e的区域。也就是说，弯曲部140设置在负电极板远位部136中，负电极板远位部136比第一负电极板焊接部134a更远离负电极连接部132。从而，弯曲部140的与第一负电极板焊接部134a相邻的部分分别位于负电极板邻接远位部137中。在该结构中，弯曲部140用于防止负电极板焊接部134和负电极板邻接远位部137在其厚度方向(图4B中的水平方向)上弯曲。
注意，在示出第一实施例的图4中，为了便于说明，负电极板邻接远位部137表示为负电极板状部133的位于第一负电极板焊接部134a与第二负电极板焊接部134b之间的部分。
下面，将参照图1A、图1B和图2说明二次电池100的电池壳体170。图1A是示出从各发电元件110被插入电池壳体170的一侧(图2中的上侧)看去的电池壳体170的视图。电池壳体170的该侧将被简称为“插入侧”。图1B和图2是电池壳体170处于直立位置的侧视图，其中上侧对应于插入侧。如上所述，电池壳体170由壳体本体部件171和盖部件176组成。壳体本体部件171通过将树脂成型为在插入侧(图2中的上侧)具有开口175的直方体形状而形成。壳体本体部件171内设置有六个分别被五个隔壁172隔开的安装空间173(见图1和图2)。各安装空间173的容积足以容纳各发电元件110(见图2)。参照图2，在壳体本体部件171中，在隔壁172的插入侧部分(图2中隔壁172的上侧部分)分别形成有连接孔174，使得彼此相邻的安装空间173互相连通。各连接孔174的直径足以使正电极集电板111的正电极连接部112和负电极集电板131的负电极连接部132能够被插入。
覆盖壳体本体部件171的开口175的盖部件176是由树脂制成的矩形板状部件。在盖部件176中形成有五个电解质入口177、和温度传感器安装孔182。安全阀181安装在温度传感器安装孔182中。电解质入口177是图中未示出的电解质能够从其注入各安装空间173的入口。在电解质填充入安装空间173后，电解质入口177被入口盖183液密地封闭。这里使用的电解质例如为含有KOH且比重为1.2至1.4的碱水溶液。安全阀181响应电池壳体170的内部压力超过基准值而开启，并将电池壳体170内部的气体(例如，氢气)排出到外部，使得电池壳体170内部压力的上升被抑制。图中未示出的温度传感器被插入传感器安装孔182，用于检测电池温度。
下面，将说明第一实施例的发电元件110的制造方法。首先，正电极板161和负电极板162被充分干燥，然后正电极板161被插入隔板163内。然后，被隔板163覆盖的正电极板161和负电极板162交替地层叠在彼此之上，由此形成电极组160(见图3)。当正电极板161和负电极板162被层叠时，正电极板161被置于适当位置使得各正电极板161的引导部161L位于电极组160一侧(图3中的左侧)的预定位置，而负电极板162被置于适当位置使得各负电极板162的引导部162L位于电极组160另一侧(图3中的右侧)的预定位置。
然后，采用图中未示出的组装夹具将电极组160临时固定，从而防止层叠的电极板161、162移动。然后，正电极集电板111的正电极板状部113的正电极板焊接部114(114a至114e)被置于与相应正电极板161的引导部161L接触，而负电极集电板131的负电极板状部133的负电极板焊接部134(134a至134e)被置于与相应负电极板162的引导部162L接触。然后，采用图中未示出的组装夹具将正电极集电板111和负电极集电板131临时固定至电极组160上。
接下来，向正电极集电板111和负电极集电板131施加交变磁场，用于退磁。在焊接正电极集电板111和正电极板161时，在真空下向正电极集电板111的正电极板焊接部114(114a至114e)和与正电极板焊接部114(114a至114e)相反侧的部分施加电子束，同时将正电极板焊接部114压向各正电极板161的引导部161L，使得正电极集电板111和正电极板161在正电极板焊接部114处熔化，从而彼此焊接到一起。同样，在焊接负电极集电板131和负电极板162时，在真空下向负电极集电板131的负电极板焊接部134(134a至134e)和与负电极板焊接部134(134a至134e)相反侧的部分施加电子束，同时将负电极板焊接部134压向各负电极板162的引导部162L，使得负电极集电板131和负电极板162在负电极板焊接部134处熔化，从而彼此焊接到一起。
这样，各发电元件110构造成在一侧具有正电极集电板111而在另一侧具有负电极集电板131的单电池。各发电元件110形成为使得当发电元件110被置于安装空间173内时，正电极集电板111的正电极连接部112及负电极集电板131的负电极连接部132不与隔壁172干涉。更具体地，正电极集电板111及负电极集电板131形成为大致平面形状。也就是说，正电极集电板111提供正电极连接部112的部分不弯曲，且负电极集电板131提供负电极连接部132的部分不弯曲。注意，为了在焊接前去除正电极集电板111及负电极集电板131的磁性从而防止磁性对电子束的不利影响，执行上述正电极集电板111及负电极集电板131的退磁。
将参照图2和图5说明根据第一实施例的二次电池100的制造方法。在下面的说明中，重点将放在发电元件110A的负电极集电板131A和与发电元件110A相邻的发电元件110B的正电极集电板111B之间的连接上。注意，图5是图2中由圆圈E所示部分的放大视图，其示出彼此相邻的发电元件110A和发电元件110B之间的连接。在第一实施例中，六个发电元件110中的每一个从壳体本体部件171的开口175插入相应的安装空间173内，然后设置在适当位置上使得正电极集电板111位于图2中的左侧，而负电极集电板131位于图2中的右侧。
然后，如图2中所示，除了图2中最左侧发电元件110之外，各发电元件110的正电极集电板111的正电极连接侧部115被弯曲，使得正电极连接部112能够插入壳体本体部件171的隔壁172的连接孔174内。同样，各发电元件110的负电极集电板131的负电极连接侧部135被弯曲，使得负电极集电板131的负电极连接部132能够插入壳体本体部件171的隔壁172的连接孔174内。
也就是说，如图5中所示，发电元件110A的负电极集电板131A的负电极连接侧部135A在接合方向A2(图5中朝向右侧的方向)——该方向是朝向发电元件110B的方向—上被弯曲，使得负电极连接部132A进入隔壁172C的连接孔174C。另一方面，发电元件110B的正电极集电板111B的正电极连接侧部115B在接合方向B2(图5中朝向左侧的方向)——该方向是朝向发电元件110A的方向——上被弯曲，使得正电极连接部112B进入壳体本体部件171的隔壁172C的连接孔174C。
然后，正电极连接部112B的正电极连接面112Ba与负电极连接部132A的负电极连接面132Aa在隔壁172C的连接孔174C中彼此贴靠(见图4和图5)。然后，正电极连接面112Ba与负电极连接面132Aa之间的接触部分通过电阻焊焊接，使得正电极连接面112Ba与负电极连接面132Aa彼此接合。以这种方式，发电元件110B的正电极集电板111B与发电元件110A的负电极集电板131A通过隔壁172C内的连接孔174C彼此固定连接(见图5)。其他发电元件110也以相同方式彼此连接。这样，在第一实施例中，六个发电元件110(单电池)串联连接。
关于在图2中位于最左侧的发电元件110，正电极集电板111的正电极连接部112与外部正电极端子191相连。另一方面，图中未示出的位于另一端的发电元件110的负电极集电板131的负电极连接部132与外部负电极端子相连。
然后，壳体本体部件171的开口175通过盖部件176液密地封闭(见图1)。然后，预定量的电解质通过电解质入口177被注入安装空间173内，然后电解质入口177被入口盖183封闭。这样就制造出了图1中所示的二次电池100。
但如上所述，在电极组件(发电元件)布置在相应电池空间(安装空间)内的某些二次电池中，彼此相邻的电极组件的集电板被弯曲，使得它们的突起连接部(连接部、相邻连接部)能够通过焊接等穿过电池壳体中形成的相应连通孔(连接孔)彼此相连。在这种情况下，如上所述彼此接合的一些集电板持续提供促使相邻电极组件(发电元件)的突起连接部(相邻连接部)彼此离开的弹性力。在这种情况下，在存在弹性力的集电板与相应电极板之间的焊接部位之中最接近突起连接部的焊接部位上或该焊接部位附近的部位上可能会产生应力集中，结果，该焊接部位断裂，从而集电板与电极板在该部位彼此分离，导致它们之间的电阻增大。
鉴于以上所述，将考察第一实施例的二次电池100的制造。以下，将发电元件110A与发电元件110B之间的连接作为一个例子进行考察。通过使发电元件110B的正电极集电板111B的正电极连接部112B与发电元件110A的负电极集电板131A的负电极连接部132A在壳体本体部件171的隔壁172C中形成的连接孔174C内彼此相连，使得彼此相邻的发电元件110A与发电元件110B彼此相连。为了在发电元件110A与发电元件110B之间允许这样的连接，正电极集电板111B与负电极集电板131A分别在接合方向B2、A2上被弯曲。根据该结构，在正电极集电板111B与负电极集电板131A中会残留有作用在分别与接合方向B2、A2相反的分离方向B1、A1上的弹性力。
同时，正电极集电板111(111B)在五个正电极板焊接部114处焊接到相应的正电极板161上。在正电极集电板111中，第一正电极板焊接部114a及正电极板邻接远位部117包括在正电极板状部113中。由于正电极板状部113的厚度方向与分离方向B1一致，所以如果如上所述作用在分离方向B1上的弹性力残留在正电极集电板111(111B)中且正电极板状部113(111B)单独提供，则增大了正电极板状部113弯曲以使在正电极板焊接部114a中产生应力集中的可能性。这样，在第一实施例的二次电池100中，提供弯曲部120以防止第一正电极板焊接部114a及正电极板邻接远位部117弯曲。
下面，将在位于第一正电极板焊接部114a和正电极连接部112之间的正电极连接侧部115(115B)的弯曲强度与第一正电极板焊接部114a及正电极板邻接远位部117的弯曲强度之间进行比较。在与分离方向B1相反的接合方向B2上，正电极连接侧部115(115B)能够比沿着两侧布置有弯曲部120的第一正电极板焊接部114a及正电极板邻接远位部117更容易弯曲。
从而，当作用在分离方向B1上的弹性力残留在正电极集电板111B中时，残留弹性力被在接合方向B2上急剧弯曲的正电极连接侧部115B吸收，而可靠地防止第一正电极板焊接部114a及正电极板邻接远位部117弯曲。这样，可以适当地防止第一正电极板焊接部114a上的应力(反作用力)集中，否则会由残留在正电极集电板111B中的弹性力而引起应力集中。这样，在正电极集电板111B中，可以防止在第一正电极板焊接部114a处产生裂缝和断裂，以及这样导致的正电极集电板111B和相应正电极板161之间电阻增大。注意，在第一实施例中，其他正电极集电板111也如上所述地构造。这样，根据第一实施例的二次电池100在正电极集电板111B和相应正电极板161之间提供非常可靠的连接。
同样，发电元件110A的负电极集电板131A在五个负电极板焊接部134处焊接到相应负电极板162上。同样在负电极集电板131(131A)中，提供防止第一负电极板焊接部134a及负电极板邻接远位部137弯曲的弯曲部140。这样，与正电极集电板111(111B)的情况中一样，如果在位于第一负电极板焊接部134a和负电极连接部132之间的负电极连接侧部135(135A)的弯曲强度与第一负电极板焊接部134a及负电极板邻接远位部137的弯曲强度之间进行比较，则可以发现在与分离方向A1相反的接合方向A2上，负电极连接侧部135(135A)比沿着两侧布置有弯曲部140的第一负电极板焊接部134a及负电极板邻接远位部137更容易弯曲。
从而，当作用在分离方向A1上的弹性力残留在负电极集电板131A中时，残留弹性力被在接合方向A2上急剧弯曲的负电极连接侧部135A吸收，而可靠地防止第一负电极板焊接部134a及负电极板邻接远位部137弯曲。这样，可以适当地防止第一负电极板焊接部134a上的应力(反作用力)集中，否则会由残留在负电极集电板131A中的弹性力而引起应力集中。这样，在负电极集电板131A中，也可以防止在第一负电极板焊接部134a处产生裂缝和断裂，以及这样导致的负电极集电板131A和相应负电极板162之间电阻增大。注意，在第一实施例中，其他负电极集电板131也如上所述地构造。这样，根据第一实施例的二次电池100在负电极集电板131和相应负电极板162之间提供非常可靠的连接。
弯曲部120(弯曲部140)可以通过简单地弯曲正电极板状部113(负电极板状部133)的横向边缘部分而形成。也就是说，弯曲部120(弯曲部140)可以容易地且以低成本形成，这是所期望的。
(第二实施例)下面，将参照图6说明本发明的第二实施例。除了第一集电板和第二集电板的结构以外，第二实施例中的发电元件210与第一实施例中的发电元件110相同。从而，以下的说明集中在不相同的部件和元件上，而与第一实施例中相同的部件和元件的说明被省略或简化。
在第二实施例中，各发电元件210的正电极集电板211具有正电极连接部212、正电极连接侧部215和包括正电极板状部213的正电极板远位部216。正电极板状部213包括正电极板焊接部214。同样，各发电元件210的负电极集电板231包括负电极连接部232、负电极连接侧部235和包括负电极板状部233的负电极板远位部236。负电极板状部233包括负电极板焊接部234。正电极板状部213包括五个正电极板焊接部214。负电极板状部233包括五个负电极板焊接部234。第二实施例中的正电极集电板211和负电极集电板231与第一实施例中的不同之处在于，正电极集电板211和负电极集电板231不包括弯曲部120和弯曲部140，以及正电极板状部213的一部分设置有具有凸缘(凸条，bead)220的正电极加强板状部213S，且负电极板状部233的一部分设置有具有凸缘240的负电极加强板状部233S。
更具体地，在第二实施例的正电极集电板211中，第一正电极板焊接部214a和第二正电极板焊接部214b之间的部分以及第二正电极板焊接部214b和第二正电极板焊接部214c之间的部分形成为具有凸缘220的正电极加强板状部213S。各正电极加强板状部213S包括凸缘220。凸缘220在连接正电极连接部212和第一正电极板焊接部214a的方向上延伸。如图6C中所示，凸缘220通过在正电极板状部213的横向(图6A中的水平方向)上排列成行的凹凸部而形成。凸缘220通过由给定凸缘加工方法弯曲正电极板状部而形成。注意，正电极加强板状部213S对应于本发明中的“凹凸部”。
注意，在示出的第二实施例的图6中，为了便于说明，正电极板邻接远位部217表示为正电极板状部213的在第一正电极板焊接部214a与第二正电极板焊接部214b之间的部分。
在第二实施例的二次电池200中，正电极集电板211以与第一实施例的二次电池100中正电极集电板111的布置方式相同的方式布置。从而，在某些情况下，在二次电池200(电池模块)的正电极集电板211中会残留有作用在分离方向上的弹性力。
这里，在位于第一正电极板焊接部214a和正电极连接部212之间的正电极连接侧部215(215B)的弯曲强度与第一正电极板焊接部214a及正电极板邻接远位部217的弯曲强度之间进行比较。可以发现在与分离方向(图5中的B1)相反的接合方向(图5中的B2)上，正电极连接侧部215(215B)比设置有具有凸缘220的正电极加强板状部213S的第一正电极板焊接部214a及正电极板邻接远位部217更容易弯曲。从而，当在正电极集电板211中残留有作用在分离方向(B1)上的弹性力时，残留弹性力被在接合方向(B2)上急剧弯曲的正电极连接侧部215吸收，而可靠地防止第一正电极板焊接部214a及正电极板邻接远位部217弯曲。这样，可以适当地防止第一正电极板焊接部214a上的应力(反作用力)集中，否则会由残留在正电极集电板211中的弹性力而引起应力集中。
负电极集电板231为具有与正电极板211大致相同的材料和形状而仅极性不同的集电板。从而，与正电极集电板211的情况一样，如图6中所示，各负电极集电板231的一部分设置有具有凸缘240的负电极加强板状部233S。
从而，当在负电极集电板231中残留有作用在分离方向上的弹性力时，残留弹性力被在接合方向(图5中的A2)上急剧弯曲的负电极连接侧部235吸收，而可靠地防止第一负电极板焊接部234a和负电极板邻接远位部237弯曲。这样，可以适当地防止第一负电极板焊接部234a上的应力(反作用力)集中，否则会由残留在负电极集电板231中的弹性力而引起应力集中。
(第三实施例)下面，将参照图7和图8说明本发明的第三实施例。除了第一集电板和第二集电板的结构以外，第三实施例中的发电元件310与第一实施例中的发电元件110相同。从而，以下的说明集中在不相同的部件和元件上，而与第一实施例中相同的部件和元件的说明被省略或简化。
在第三实施例的发电元件310中，各正电极集电板311具有正电极连接部312、正电极连接侧部315和包括正电极板状部313的正电极板远位部316。正电极板状部313包括正电极板焊接部314。负电极集电板331包括负电极连接部332、负电极连接侧部335和包括负电极板状部333的负电极板远位部336。负电极板状部333包括负电极板焊接部334。正电极板状部313包括五个正电极板焊接部314。负电极板状部333包括五个负电极板焊接部334。第三实施例中的正电极集电板311和负电极集电板331与第一实施例中的不同之处在于，正电极集电板311包括设置在正电极连接侧部315中的正电极弯曲促进部360、以及弯曲部320，而负电极集电板331包括设置在负电极连接侧部335中的负电极弯曲促进部380、以及弯曲部340。第三实施例中的弯曲部320、340与第一实施例中的弯曲部相同。
更具体地，在第三实施例中的各正电极集电板311中，如图7中所示，在正电极板状部313的横向侧边缘(图7A中水平方向上两侧的边缘)处设置有弯曲部320。此外，在作为正电极连接侧部315两侧边缘的正电极板边缘319上形成有四个凹口362。弯曲部320是从正电极板状部313的相应横向侧边缘弯曲并在正电极板状部313的厚度方向上延伸的板状部。弯曲部320形成为横跨第一至第五正电极板焊接部314a至314e所处的区域。也就是说，弯曲部320也布置在与第一正电极板焊接部314a相邻的负电极板邻接远位部317的两侧。根据该结构，弯曲部320用于防止第一正电极板焊接部314a及正电极板邻接远位部317在其厚度方向上弯曲。
此外，如上所述，在正电极集电板311的正电极连接侧部315中形成有四个凹口362。凹口362以两行从相应正电极板边缘319向正电极连接侧部315的内部延伸，使得在一侧形成在正电极板边缘319上的两个凹口362对着在另一侧形成在正电极板边缘319上的另两个凹口362。这样，一侧的凹口362与另一侧的凹口362之间的部分提供小截面部361。在垂直于正电极连接部312和第一正电极板焊接部314a的连接方向(图7中的上下方向)的平面上各小截面部361的截面积小于其他部分的截面积。
也就是说，各小截面部361的截面积比其他部分的截面积小凹口362的总截面积。这样，正电极连接侧部315的小截面部361用作正电极弯曲促进部360，以便于正电极连接侧部315在其厚度方向上弯曲。
在第三实施例的二次电池300(电池模块)中，正电极集电板311以与第一实施例的二次电池200中正电极集电板111的布置方式相同的方式布置。从而，在某些情况下，在正电极集电板311中会残留有作用在分离方向上的弹性力。但是，在第三实施例的发电元件310中，设置有弯曲部320以防止第一正电极板焊接部314a及正电极板邻接远位部317弯曲，并且在正电极连接侧部315中还设置有用作正电极弯曲促进部360的小截面部361。
从而，当在正电极集电板311(311B)中残留有作用在分离方向(B1)上的弹性力时，由于小截面部361的存在，残留弹性力被在接合方向(B2)上急剧弯曲的正电极连接侧部315吸收，而弯曲部320可靠地防止第一正电极板焊接部314a及正电极板邻接远位部317弯曲。这样，可以适当地防止第一正电极板焊接部314a上的应力(反作用力)集中，否则会由残留在正电极集电板311中的弹性力而引起应力集中。
此外，负电极集电板331为具有与正电极板311大致相同的材料和形状而仅极性不同的集电板。从而，对于负电极集电板331，也可以获得与正电极集电板311相同的效果和优点。
这样，根据上述结构，可以防止在第一正电极板焊接部314a处产生裂缝和断裂，以及这样导致的正电极集电板311和相应正电极板161之间电阻增大。这样，根据第三实施例的二次电池300在正电极集电板311和相应正电极板161之间提供非常可靠的连接(见图8)。同样，根据上述结构，可以防止在第一负电极板焊接部334a处产生裂缝和断裂，以及这样导致的负电极集电板331和相应负电极板162之间电阻增大。这样，根据第三实施例的二次电池300在负电极集电板331和相应负电极板162之间提供非常可靠的连接。
(第四实施例)下面，将参照图9说明本发明的第四实施例。除了第一集电板和第二集电板的弯曲促进部的结构以外，第四实施例中的发电元件410与第三实施例中的发电元件310相同。从而，以下的说明集中在不相同的部件和元件上，而与第一和第三实施例中相同的部件和元件的说明被省略或简化。
在第四实施例的发电元件410中，各正电极集电板411具有正电极连接部412、正电极连接侧部415和包括正电极板状部413的正电极板远位部416。正电极板状部413包括正电极板焊接部414。同样，各负电极集电板431具有负电极连接部432、负电极连接侧部435和包括负电极板状部433的负电极板远位部436。负电极板状部433包括负电极板焊接部434。正电极板状部413包括五个正电极板焊接部414。负电极板状部433包括五个负电极板焊接部434。第四实施例中的正电极集电板411和负电极集电板431与第三实施例中的不同之处在于，用作正电极弯曲促进部460的小截面部461由薄部462形成，以及用作负电极弯曲促进部480的小截面部481由薄部482形成。
更具体地，在第四实施例中的各正电极集电板411中，如图9中所示，在正电极板状部413的横向侧边缘(图9A中水平方向上两侧的边缘)处设置有弯曲部420。此外，在作为正电极连接侧部415两侧边缘的正电极板边缘419处形成有四个薄部462。弯曲部420是从正电极板状部413的相应横向侧边缘弯曲并在正电极板状部413的厚度方向上延伸的板状部。弯曲部420形成为横跨第一至第五正电极板焊接部414a至414e所处的区域。
从而，弯曲部420也设置在与第一正电极板焊接部414a相邻的正电极板邻接远位部417的两侧。根据该结构，弯曲部420用于防止第一正电极板焊接部414a及正电极板邻接远位部417在其厚度方向上弯曲。
此外，如上所述，在正电极集电板411的正电极连接侧部415中形成有四个薄部462。薄部462是形成为比其他部分薄的部分。薄部462以两行从相应正电极板边缘419向正电极连接侧部415的内部延伸，使得在一侧形成在正电极板边缘419上的两个薄部462对着在另一侧形成在正电极板边缘419上的另两个薄部462。这样，一侧的薄部462与另一侧的薄部462之间的部分提供小截面部461，在垂直于正电极连接部412和第一正电极板焊接部414a的连接方向(图9A中的上下方向)的平面上各小截面部461的截面积小于其他部分的截面积。
即，各小截面部461的截面积比其他部分的截面积小一量，该量取决于各薄部462的厚度比正电极连接侧部415其他部分的厚度小的量。这样，正电极连接侧部415的小截面部461提供正电极弯曲促进部460，以便于正电极连接侧部415在其厚度方向上弯曲。
在第四实施例的二次电池400(电池模块)中，正电极集电板411以与第一实施例的发电元件110中正电极集电板111的布置方式和第三实施例的发电元件310中正电极集电板311的布置方式相同的方式布置。从而，在某些情况下，在正电极集电板411中会残留有作用在分离方向上的弹性力。但是，在第四实施例的发电元件410中，设置有弯曲部420以防止第一正电极板焊接部414a及正电极板邻接远位部417弯曲，还在正电极连接侧部415处设置有用作正电极弯曲促进部460的小截面部461。
从而，当在正电极集电板411(411B)中残留有作用在分离方向(B1)上的弹性力时，由于小截面部461的存在，残留弹性力被在接合方向(B2)上急剧弯曲的正电极连接侧部415吸收，而弯曲部420可靠地防止第一正电极板焊接部414a及正电极板邻接远位部417弯曲。这样，可以适当地防止第一正电极板焊接部414a上的应力(反作用力)集中，否则会由残留在正电极集电板411中的弹性力而引起应力集中。
此外，负电极集电板431为具有与正电极板411大致相同的材料和形状而仅极性不同的集电板。从而，对于负电极集电板431，也可以获得与正电极集电板411相同的效果和优点。
虽然本发明已经参照其第一至第四实施例进行了说明，但可以理解本发明不限于这些实施例。不必说，本发明试图覆盖处于本发明范围内的各种修改和等效布置。例如，在第一至第四实施例中，作为第一集电板的正电极集电板111、211、311、411被用作用于正电极的集电板，而作为第二集电板的负电极集电板131、231、331、431被用作用于负电极的集电板。但是，第一集电板可以是用于负电极的集电板，而第二集电板可以是用于正电极的集电板。此外，在第一、第三和第四实施例中，弯曲部120、320和420形成在正电极板状部113、313、413设置有五个正电极板焊接部114a至114e、314a至314e、414a至414e的部分的侧边缘上。但是，弯曲部可以形成在各集电板的任何部分中，只要能够防止连接侧电极板焊接部及邻接远位部的弯曲即可。
此外，虽然在第一至第四实施例的二次电池100、200、300、400中相邻发电元件110、210、310和410全部是串联连接的，但一些或全部电池模块可以并联连接。同样，关于正电极板焊接部和正电极集电板之间的连接，在第一至第四实施例中，单个正电极集电板通过五个正电极板焊接部与正电极板相连。但是，各第一集电板和电极板之间的焊接部位数量以及各第二集电板和电极板之间的焊接部位数量可以根据需要而改变。
权利要求
1.一种电池模块，包括复数个发电元件，每个发电元件都具有正电极板、负电极板、在至少一个电极板焊接部焊接到所述正电极板和所述负电极板之一上的第一集电板、和在至少一个电极板焊接部焊接到所述正电极板和所述负电极板中另一者上的第二集电板；和壳体，所述发电元件布置在所述壳体中，并且所述壳体具有至少一个隔壁，所述隔壁在所述壳体中限定复数个安装空间，所述发电元件布置在各个所述安装空间内，在所述电池模块中所述第一集电板和所述第二集电板中每一者都具有连接部、所述电极板焊接部中最接近所述连接部的连接侧电极板焊接部、位于所述连接侧电极板焊接部与所述连接部之间的连接侧部、比所述连接侧电极板焊接部更远离所述连接部的远位部、和作为所述远位部的一部分并且与所述连接侧电极板焊接部邻接的邻接远位部，所述发电元件之一的所述第一集电板的所述连接部通过所述隔壁中形成的连接孔与相邻发电元件的所述第二集电板的所述连接部固定连接，以及所述第一集电板的所述连接侧部和所述第二集电板的所述连接侧部的形成使得在与所述第一集电板的所述连接部和所述第二集电板的所述连接部彼此分离的方向相反的方向上，所述第一集电板的所述连接侧部和所述第二集电板的所述连接侧部中每一者都可以比所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部更容易弯曲。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述第一集电板和所述第二集电板中的至少一者具有防止所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部在与所述分离方向相反的方向上弯曲的弯曲防止部。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部中每一者都是板状部，所述板状部的厚度方向与所述分离方向一致，以及所述弯曲防止部是板状弯曲部，所述板状弯曲部从所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部弯曲，并且在所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部的厚度方向上延伸。
4.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部中每一者都是板状部，所述板状部的厚度方向与所述分离方向一致，所述弯曲防止部形成在所述连接侧电极板焊接部和所述邻接远位部的至少一者中，以及所述弯曲防止部垂直于连接所述连接部和所述连接侧电极板焊接部的方向的截面具有形成在所述厚度方向上的凹凸部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池模块，其中所述第一集电板和所述第二集电板中的至少一者具有弯曲促进部，所述弯曲促进部设置在所述连接侧部中，以促进所述连接侧部在与所述分离方向相反的方向上弯曲。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述弯曲促进部是小截面部，所述小截面部形成在所述连接侧部中，并且在垂直于连接所述连接部和所述连接侧电极板焊接部的方向的平面上所述小截面部的截面积小于其他部分的截面积。
7.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述弯曲促进部通过在所述连接侧部设置凹口而形成。
8.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述弯曲促进部通过在所述连接侧部设置薄部而形成。
全文摘要
本发明涉及一种电池模块。根据本发明的二次电池(100)具有六个发电元件(110)和壳体(170)，壳体(170)具有六个安装空间(173)，发电元件(110)分别布置在各安装空间内。彼此相邻的发电元件(110)之一的正电极集电板(111)的正电极连接部(112)通过隔壁(172)内的连接孔(174)与另一发电元件(110)的负电极集电板(131)的负电极连接部(132)连接，从而构成二次电池(100)。正电极集电板(111)的正电极连接部(112)形成为使得在与分离方向B1相反的接合方向B2上，比在两侧均设置有弯曲部(120)的第一正电极板焊接部(114a)及正电极板邻接远位部(117)更容易弯曲。
文档编号H01M2/26GK101064372SQ20071010770
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月28日 优先权日2006年4月28日
发明者神户丰, 朝比奈孝, 大西正人 申请人:丰田自动车株式会社